包装材料学塑料包装材料的主要品种及性能

1、12一、概述一、概述 塑料是可塑性高分子材料的简称，是由聚合物和各种助剂所组成。塑料以聚合物（树脂）为主要成份，决定了塑料制品的基本物理性能、化学性能以及加工性能等。助剂的作用:改善成型工艺性能、改善制品的使用性能或降低成本。3塑料中助剂的添加方式 在合成树脂的后处理工艺中加入到树脂中； 在成型加工时与树脂掺混； 以及在成型制品后进行表面处理等。因而在进行配方设计时应充分考虑以下几点:(1)助剂与聚合物要有良好的相容性；(2)助剂与加工条件要相适应；(3)助剂要有良好的耐久性；(4)助剂要满足制品的性能要求和适应制品使用的环境条件；(5)注意助剂配合中的协同效应和对抗作用。4二、聚合物二、聚合

2、物(树脂树脂)聚合物是塑料的主要成份，它决定了塑料制品的基本性能。在塑料制品中，聚合物应成为均一的连续相，其作用在于将各种助剂粘结成一个整体，使其具有一定的物理机械性能。由聚合物与所加的助剂配制成的复合物料，还需要有良好的成型加工性能，如在成型过程中，一般应在一定的温度、压力下具有可塑性。包装工业常用的聚合物品种主要有:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯共聚物、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯等热塑性塑料，酚醛树脂、脲醛树脂等热固性塑料以及纤维素塑料等。 5三、助剂三、助剂1.增塑剂增塑剂(1)增塑剂的定义添加到聚合物中，能够增加其塑性、改善成型时的流动性、赋予制品柔韧性的

3、物质称为增塑剂。增塑剂通常是一类对热和化学试剂都很稳定的有机物，大多数是高沸点、低挥发度的液体，少数则是熔点较低的固体，而且至少在一定范围内能与聚合物相容，混合后不会离析。6(2)增塑机理聚合物的大分子链由于互相吸引使它们彼此聚集在一起，吸引力的大小主要取决于大分子链极性的大小。聚合物的增塑，是由于增塑剂使聚合物分子链间聚集作用的削弱而造成的。 增塑机理增塑剂是有一定极性的有机化合物，当和聚合物相混合时，温度升高，使聚合物分子热运动加剧，分子链间相互的吸引力减弱，分子间距离增大，此时增塑剂分子就可以钻到聚合物大分子链间。由于基团的极性而产生吸引，致使增塑剂与聚合物链产生强烈的、稳定的相互结合，

4、甚至形成氢键。这种增塑体系冷却后，增塑剂仍然保留在聚合物链间。由于增塑剂分子的插入，增大了聚合物链间的距离，削弱了链间的作用力，使链段的运动比较容易，从而降低了聚合物的熔化温度和流动性，并便制品的柔软性提高。7(3)增塑剂的种类增塑剂通常按以下方法进行分类，按增塑剂与聚合物相容性的大小，将其分为主增塑剂和辅助增塑剂两大类。主增塑剂与树脂的相容性良好，可以单独使用；辅助增塑剂与树脂的相容性差，一般不能单独使用，用量稍大容易渗出，只能与主增塑剂配合使用。2. 按增塑剂的应用性能，可将其分为通用增塑剂与耐寒、耐热、阻燃、耐光、抗静电、耐菌、防潮、无毒性增塑剂等。3. 按增塑剂分子量的大小:分为单体型

5、增塑剂和聚合型增塑剂。 8常用的增塑剂4. 目前最常用的是按增塑剂的化学结构进行分类。具体可分为:邻苯二甲酸酯类。这是一类最为常用的主增塑剂。它与聚合物的相容性好，性能比较全面，其产量约占增塑剂总产量的80%左右，价格较便宜。脂肪族二元酸酯类:此类为耐寒性辅助增塑剂，与主增塑剂并用。它与聚合物的相容性较差，用量过多会渗出。磷酸酯类:为主增塑剂，但一般都与其它增塑剂并用。有阻燃性，与聚合物的相容性良好，但耐寒性差。环氧酯类:此类增塑剂具有光、热稳定性，常用作耐气候性和耐寒性辅助稳定剂，但与聚合物的相容性差。含氯增塑剂，主要为氯化石蜡，属辅助增塑剂。有阻燃性，价格低廉，但与聚合物的相容性以及热稳定

6、性较差。聚酯类:为聚合型增塑剂，它是由脂肪族二元酸和二元醇缩聚而成的低分子量聚酯。其耐久性好，不被抽出、不挥发、耐迁移等，但与聚合物的相容性较差，且加工性差。脂肪酸酯类:为辅助增塑剂。具有耐寒性，无毒，但与聚合物的相容性较差。多元醇酯类等。910（4）增塑后塑料的性能 聚合物的软化温度、熔融温度和玻璃化温度均降低； 熔体的粘度减小，流动性增加，易于成型加工； 阻隔性、耐热性、脆性、硬度、抗张强度、弹性模量等均将下降； 耐寒性、柔韧性、抗冲击强度和伸长率等则会提高。 目前工业上使用增塑剂最多的是聚氯乙烯树脂，其耗用量占增塑剂总产量的8085。其次，醋酸纤维素、硝酸纤维素制品中增塑剂的用量也较大。

7、 112.稳定剂稳定剂塑料在成型加工、贮存和使用过程中，由于受光、热、氧、微生物、高能辐射和机械疲劳等作用，过早地发生降解、氧化断链、交联等现象，使塑料的物理机械性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值，这种现象称为塑料的老化。凡能阻缓塑料老化变质的物质称为稳定剂。按所发挥的作用，稳定剂包括:抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂和防霉剂等。 12(1)抗氧剂易于氧化而采用抗氧剂的塑料有:聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、ABS等。按照抗氧剂的作用机理可分为两大类:链终止型抗氧剂(主抗氧剂)。主要包括受阻酚类和仲芳胺类。这些化合物都具有不稳定的氢原子，借此可以与自由基或增长链发生作用，从而免除自由基或

8、增长链从聚合物中夺取氢原子，这样使聚合物的氧化降解被终止。氢过氧化物分解剂(辅助抗氧剂):主要包括亚磷酸酯类和含硫化合物(如硫醇类、硫酯类化合物)。这些物质都能使氢过氧化物分解成非自由基型的稳定化合物，从而避免因氢过氧化物分解成自由基而引起的一系列降解反应。I.金属钝化剂：由于重金属离子能够催化氧化降解反应，所以也常把金属钝化剂列入抗氧剂的范围。13常用抗氧剂 胺类抗氧剂是一类历史晨久、效果最好的抗氧剂。它对氧、臭氧、热；光的防护作用都很好，但多数胺类品种受光和氧作用后都程度不同地发生变色，有着色和污染的缺点，不适用于浅色、艳色和透明制品。因此在塑料工业中应用较少，主要用于橡胶工业中。 酚类抗

9、氧剂在抗氧能力上不及胺类，但它具有不变色、不污染的特点，因而大量应用于塑料工业。主要品种有抗氧剂264（2，6-二叔丁基-4-甲酚）和抗氧剂1076(3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯)。 胺类抗氧剂酚类抗氧剂14(2)光稳定剂各种高分子材料，特别是无色透明制品，在使用过程中由于日光照射(主要是紫外线)的影响，会引发自动氧化反应而导致聚合物的降解，使制品的外观和物理机械性能劣化，这一现象称为光老化或气候老化。凡是能够抑制光老化的物质都称之为光稳定剂。在塑料中加入少量(0.01%0.5O)的光稳定剂，能够延长它的使用寿命，且效果十分显著。 15光稳定剂分类光屏蔽剂:是指能够吸收或反射紫外光的

10、物质。其作用就像光源和聚合物之间的一道屏障，使紫外光在射到聚合物分子之前就被吸收或反射出去，阻碍紫外线向聚合物内部渗入。 其主要品种有炭黑、氧化锌、二氧化铁等无机颜料和填料。 炭黑是效能最高的光屏蔽剂，同时又兼有抗氧剂的作用，所以在塑料中加入炭黑后光稳定性有显著提高。 氧化锌是一种价廉、耐久、无毒的光稳定剂。它一直用作涂料的抗光剂，近年来才用作塑料的光屏蔽剂，并已在聚乙烯、聚丙烯等塑料中使用。紫外线(UV)吸收剂:这是目前最普遍使用的光稳定剂。它能够强烈地有选择地吸收高能量的紫外光，并通过能量再转换，以热能或无破坏性的低能辐射将能量释放或消耗掉。 常用的紫外线吸收剂有二苯甲酮类、苯并三唑类及三

11、嗪类等。其中2-羟基二苯甲酮是紫外线吸收剂的典型代表，它能吸收290380nm的紫外光，几乎不吸收可见光，且与大多数聚合物有良好的相容性，因此广泛用于浅色及透明塑料制品中。16 猝灭剂:这类稳定剂对紫外光的吸收并不强，它是通过分子间的作用把受到紫外光照射后处于激发状态分子的激发能转移，使分子再回到稳定的基态，即将激态分子猝灭，从而使聚合物免受紫外线的破坏作用。 猝灭剂主要是镍的有机化合物，应用最广的是二价镍的配合物或盐。紫外线猝灭剂大多用于薄膜和纤维，很少用于厚制品。在实际使用中常和紫外线吸收剂并用。 自由基捕获剂:是近年来新开发的通过捕获自由基、分解氢过氧化物、传递激发态能量等多种途径，赋予

12、聚合物以高度的光稳定性,具有空间位阻效应的哌啶衍生物光稳定剂，简称受阻胺类光稳定剂。 此类化合物几乎不吸收紫外光。如癸二酸双(2，2，6，6-四甲基哌啶)酯、苯甲酸2，2，6，6-四甲基哌啶酯等都是己广泛应用的光稳定剂。 在实际应用中，光稳定剂的选择取决于多种因素。一般根据聚合物对紫外线的敏感波长，选用在此波长范围内吸收能力尽可能高的光稳定剂。同时还要考虑光稳定剂与其它添加剂的相互配合作用。光稳定剂的用量与其本身的效能和制品的簿厚存关，一般薄制品要求加入的光稳定剂的浓度高于厚制品。另外，光稳定剂的毒性也应予以考虑。17(3)热稳定剂 为防止塑料在加工和使用过程中由于受热而引起降解所加入的助剂称

13、为热稳定剂。 由于聚氯乙烯的热稳定性问题非常突出，因此目前研究和应用最多的是用于聚氯乙烯及其它含氯聚合物的热稳定剂。 18聚氯乙烯热稳定剂分类聚氯乙烯热稳定剂分类盐基性铅盐类:为带有PbO(惯称盐基)的无机酸或有机酸的铅盐。如三盐基性硫酸铅(3PbOPbSO4H2O)；二盐基性亚磷酸铅(2PbO4PbHPO31/2H2O)；盐基性亚硫酸铅(nPbO-PbSO3)等。此类热稳定剂的耐热性优良，特别是长期热稳定性良好，耐气候性、电气绝缘性好，且价格低廉。其主要缺点是使制品不透明，有毒性，并易受硫化污染等。它主要用于不透明制品，通常与金属皂类并用，以改善其润滑性。金属皂类:主要是硬脂酸和月桂酸的镉、

14、钡、铅、钙、镁等二价金属盐，如硬脂酸钡Ba(C17H35COO)2，硬脂酸钙Ca(C17H35COO)2，月桂酸钡Ba(C11H12COO)2等。金属皂类有良好的热稳定剂，并具有润滑作用。但铅、镉皂毒性大，有硫化污染，其使用量已逐渐减少。金属皂不单独使用，而是几种皂或与其它稳定剂并用，主要用于各种软质透明或半透明塑料制品。19 有机锡化合物:一般为带两个烷基的有机酸或硫醇的锡盐，如二月桂酸二丁基锡、十二硫醇二丁基锡等。该类稳定剂属高效热稳定剂，且具有很好的透明性，耐热性突出，加工性能优良，并耐硫化污染等。其主要缺点是需要润滑剂较多。有机锡化合物的价格较高，但其稳定效果好，用量很少，所以它是聚氯

15、乙烯的主要热稳定剂之一。可以单独使用，常用于透明塑料制品。 辅助稳定剂:主要是环氧化合物和有机亚磷酸酯。此类化合物单独使用时稳定作用很差，但与金属皂类和有机锡热稳定剂并用时，可以产生很好的协同效应。能减少主稳定剂的用量，特别是价格较贵的有机锡稳定剂的用量。因此广泛用于软质聚氯乙烯透明制品中。 防霉剂。对纯净的聚合物来说，除极少数(聚氨基甲酸酯、醇酸树脂等)外，绝大多数不会受霉菌感染。但由于添加了某些增塑剂、润滑剂等助剂后，使塑料制品易受霉菌破坏。防霉剂就是为防止塑料受霉菌的破坏作用而加入的一种助剂。它能够杀灭霉菌孢子或阻止其发芽，从而起到防止霉菌生长的作用。 常用的防霉剂包括有机氯化物、有机锡

16、化物等。如氧化三丁基锡、五氯苯酚水扬酸酯、五氯苯酚月桂酸酯等均有较好的防霉效果，是目前我国大量使用的防霉剂品种。203.润滑剂润滑剂为改善塑料熔体的流动性能，减少或避免熔体对设备的摩擦和粘附以及改进制品表面光洁度等而加入的一类助剂称为润滑剂。习惯上常将润滑剂分为内润滑剂和外润滑剂两类。内润滑剂在聚合物中具有有限量相容性，主要作用是减小聚合物分子的内摩擦，改进塑料熔体的流动性。外润滑剂与聚合物仅有很低的相容性，所以外润滑剂仅在塑料熔体的表层，从而减小了熔体与加工设备间的摩擦。硬脂酸钙(C17H35COOCaOCOC17H35)兼具内润滑与外润滑两种作用，它能靠其中的极性基团在聚氯乙烯中得到较多的

17、分散而呈现内润滑作用；另外，由于两侧的碳链很长不溶于聚氯乙烯中，故又呈现出外润滑作用。1.目前常用的润滑剂有液体石蜡、聚乙烯蜡(分子量为15002500的聚乙烯)、硬脂酸以及硬脂酸盐(硬脂酸钡、钙、镉、锌、铅等)。润滑剂的用量通常低于1。214.4.着色剂着色剂聚合物本身大多是无色的，凡用于使塑料着色的物质都称为着色剂或色料。在塑料中加入着色剂不仅能便制品具有颜色，有时还可以改善制品的耐气候性。着色剂可分为染料和颜料两大类颜料以极细的微粒状态着色，染料呈分子状态着色。染料主要用于染布，塑料绝大多数用颜料着色，其中颜料又分为无机颜料和有机颜料。另外，还有赋予塑料制品特殊光学效应的颜料。如金属颜料

18、、珠光颜料、磷光颜料、荧光颜料等。22235.填充剂与增强剂填充剂与增强剂填充剂又称填料。塑料中使用填充剂的主要目的是增加制品的体积，降低成本，故又有增量剂之称。填充剂还可以改善塑料的成型加工性能，如使成型、收缩率降低；还能提高制品的尺寸稳定性、耐热性、硬度、耐气候性等。填充剂按化学成分不同可分为无机类和有机类；按来源不同可分为矿物填充剂、植物填充剂和合成填充剂；按外观形状不同又可分为粉状、粒状、薄片状、纤维状、树脂状、中空微球等。常用的填充剂主要有:碳酸钙、陶土、硫酸钡、石膏粉、滑石粉、石棉粉等。增强剂通常是一些纤维类材料及其织物，如玻璃纤维、棉纤维等。增强剂通常是一些纤维材料及其织物，如玻

19、璃纤维等。24偶联剂的作用机理 填充剂与增强剂加入到聚合物中，并不是单纯的混合，而是彼此之间存在着次价力。为了改善填充剂或增强剂与聚合物之间的结合性能，常采用偶联剂(桥合剂)先对填充剂或增强剂进行处理，然后再加入聚合物中。 关于偶联剂的作用机理，目前普遍认为:偶联剂是具有两性结构的物质，它的分子中的一部分基团可以与无机物(填充剂或增强剂)表面的化学基团反应，形成牢固的化学键；另一部分基团则具有亲有机物(基体聚合物)的性质，可以与其大分子反应或物理缠绕，从而把两种性质不同的材料牢固地结合起来。 目前使用的偶联剂主要有硅烷类、钦酸酯类和有机铬配合物等。其中前两类得到了广泛的应用。 25填充剂或增强

20、剂形状和大小对塑料的作用效果一般球状、立方体状的通常可提高塑料的成型加工性能，但机械强度差；纤维状、片状的则相反，其机械强度很高，而加工性能较差。一般填充剂或增强剂粒子越细小，对塑料制品的刚性、抗冲击强度、抗张强度、尺寸稳定性和外观等改进效果越好。266.抗静电剂抗静电剂 抗静电剂是添加到聚合物中或涂敷在塑料制品表面以防止静电危害的一类添加剂。 一般塑料都具有良好的电绝缘性，表面一经摩擦就容易产生并积累静电。 在塑料中加入少量的抗静电剂，使制品具有一定的导电能力，从而减轻或消除表面的带静电现象。27抗静电机理 抗静电剂是一种表面活性剂，在它的分子中同时带有非极性的亲油基团和极性的亲水基团。 亲

21、油基团与塑料表面吸附而结合在一起，形成一层抗静电的分子层。 如果抗静电剂分子中的亲水基团能电离(即离子型抗静电剂)，它就起到离子导电的作用； 如果抗静电剂分子中的亲水基团不能电离(即非离子型抗静电剂)时，则由于亲水基的吸湿作用，可以在塑料表面形成肉眼不可见的水膜导电层达到不积累静电的目的。 如果这种导电层被擦脱，则制品内部的防静电剂将继续迁移至塑料表面重新形成导电层，这种制品在较长时间内不会出现带静电现象。28(1)按使用方法分类抗静电剂的种类很多，通常按使用方法和分子能否电离进行分类。(1)按使用方法分类。可把抗静电剂分为外用型和内用型。外用型抗静电剂在使用时通常是配成0.5%2.0浓度的溶

22、液，然后用涂布、喷雾、浸渍等方法使之附着在塑料或纤维表面。其耐久性较差，所以又称为暂时性抗静电剂内用型抗静电剂一般是在塑料加工过程中添加到聚合物中，与其混成一体，故耐久性好，所以称为“永久性抗静电剂”，又叫混炼型抗静电剂。29(2)按其分子能否电离分类。 可把抗静电剂分为离子型和非离子型。 由于离子型抗静电剂可以直接利用本身离子的导电性来消除静电，所以目前用得较多。 离子型抗静电剂又包括阴离子型、阳离子型和两性离子型。 阳离子型抗静电剂对聚合物有较强的附着力，抗静电效果好，是塑料及纤维的主要抗静电剂。它主要包括各种胺盐、季胺盐、烷基咪挫啉等，其中以季胺盐最为重要。 非离子型抗静电剂的效果虽然不

23、及离子型抗静电剂，但由于它具有良好的热稳定剂，且没有离子型抗静电剂易引起塑料制品表面老化的缺点，所以常用作塑料的内用型抗静电剂。主要有多元醇、多元醇酯、烷基胺的环氧乙烷化合物等。 307.阻燃剂阻燃剂 阻燃剂是提高可燃聚合物的难燃性的一种助剂。许多塑料是可燃的，这给它的应用带来许多限制。如果在塑料中加入适量的阻燃剂，如含磷、溴、氯、锑和铝的化合物等，则能阻止或减缓其燃烧。 31阻燃剂的作用机理 阻燃剂的作用机理很复杂。但一般来说它可从以下几条途径起到阻燃作用: (1)阻燃剂分解产生较重的不燃性气体或高沸点液体，覆盖于塑料表面，隔绝氧气和可燃物的相互扩散； (2)通过阻燃剂的吸热分解或吸热升华，

24、降低聚合物的表面温度； (3)阻燃剂分解产生的大量不燃性气体，冲淡燃烧区域的可燃性气体浓度和氧气浓度； (4)阻燃剂的分解物捕获活性自由基，从而使连锁反应终断。 32阻燃剂分类 根据阻燃剂的使用方法可分为添加型和反应型两类。 添加型阻燃剂是在塑料的加工过程中掺入聚合物中。它使用方便，适应面广，但因使用量较大(从百分之几到30%以上)，因此常会使制品的机械性能等降低。添加型阻燃剂多用于热塑性塑料。 反应型阻燃剂是在塑料成型过程中或在聚合物合成中，作为反应单体之一，通过参加反应使其成为聚合物分子链上的一部分，从而使塑料具有难燃性。其主要优点在于对塑料的使用性能影响较小，且阻燃性持久，但一般价格较高

25、。目前仅在环氧树脂、聚酯、ABS等塑料中使用。338.8.其它助剂其它助剂 (1)发泡剂。为制得泡沫塑料而加入的助剂。 (2)防雾剂。为防止水蒸气在塑料薄膜表面凝结成细微水滴使其雾化而加入的助剂。防雾剂也属于表面活性剂，主要是多元醇的脂肪酸酯，如甘油单油酸酯等。 (3)开口剂。又称滑爽剂，是为防止聚烯烃和聚氯乙烯等吹塑簿膜自身之间的粘着所加入的助剂。它主要有改性脂肪酸类等。 (4)化学交联剂。是为使聚合物大分子间形成交联键所加入的助剂。 345.2 聚烯烃聚烯烃 聚烯烃(Po1yo1efine，常用Po表示)是烯烃类聚合物的总称，一般多指乙烯、丙烯、丁烯的均聚物和共聚物。 主要品种有聚乙烯(包

26、括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯)、氯化聚乙烯、交联聚乙烯和以乙烯为基础的共聚物(如乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)，聚丙烯及其共聚物等。 在聚烯烃的品种中，产量最大、用途最广的是聚乙烯和聚丙烯，约占世界塑料总产量的1/3。它们在塑料包装材料中也占有举足轻重的地位。 35一、聚乙烯一、聚乙烯(PE) PE是世界上产量最大的塑料品种，也是用量最大的塑料包装材料，其消耗量约占塑料包装材料总消耗量的30%。 PE是由乙烯单体聚合得到的高分子化合物的总称。其分子结构式为： 其主要产品有:低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙

27、烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯等。361.聚乙烯的一般性质聚乙烯的一般性质外观：PE为乳白色半透明或不透明的蜡状固体，几乎无味、无毒，质量比水轻。微观：PE大分子链的柔顺性好，很容易结晶，常温下PE是由部分结晶和部分处于无定形的非晶所构成，因此它是一种韧性材料。特点：PE是非极性高分子聚合物，所以它对水蒸气的透过率低，具有很好的防潮性；在聚乙烯的分子中既无双键，也无活性基团和杂原子，所以PE的化学性质稳定，能耐水、耐酸碱水溶液，在室温下不溶于任何有机溶剂；PE有优良的热粘合性和热封性能；其耐寒性好，在低温下机械性能变化极小，其脆化温度一般在30以下。此外，PE还具有较好的耐辐射和电绝缘

28、性。 37PE缺点主要缺点是气密性不良，对气体和有机蒸气的透过率较大；强度和耐热性不高；容易受光、热和氧的作用而引起降解.所以PE制品中常加入抗氧剂和光、热稳定剂来防止老化；PE的耐环境应力开裂性较差，且不耐浓硫酸、浓硝酸及其它氧化剂的侵蚀，受热时会受到某些脂肪烃和氯化烃的侵蚀；PE的印刷性能差，因表面呈非极性，所以在印刷及粘接前必须经电晕处理、火焰处理或化学处理等，以提高对印刷油墨的亲和性和粘接性。382聚乙烯的品种及性能聚乙烯的品种及性能 (1)低密度聚乙烯(LDPE)LDPE通常用高压法生产，故又称为高压聚乙烯。高压聚乙烯是乙烯在微量氧、有机过氧化物的存在下，于180250、反应压力为1

29、47294MPa下进行聚合反应制得的。由于在高温高压的反应条件下,链增长自由基活性大，容易发生大分子间分子内链转移反应，导致LDPE大分子中含有多种形式的长短支链。这种支链型结构使它不易产生结构致密的晶体，所以结晶度低，约为5565，密度较小(0.9100.925)。特点：结晶度低，密度较小。LDPE是一种柔韧可延伸的材料，它具有较好的透明性和加工性能。但它的抗张强度较低，耐热变形温度不高；耐化学药品性、耐溶剂性以及耐油性均不及高密度聚乙烯，且容易吸收油脂而溶胀，使制品发粘。包装应用：LDPE很容易成型加工，且成本较低，所以它被广泛用来制作各种包装薄膜、小型包装容器和泡沫塑料缓冲材料等。39(

30、2)高密度聚乙烯（HDPE）HDPE主要是采用低压法生产的，故又称为低压聚乙烯。低压聚乙烯是乙烯以齐格勒-纳塔型催化剂于8090，反应压力为0.49-1.47MPa条件下进行聚合制得的。这样制得的聚乙烯其分子中支链很少，主要呈线型结构。这种线型结构使它的分子容易堆砌的较紧密，所以它的结晶度高达8595，密度较大(0.9410.965)，特点：HDPE结晶度高达8595，密度较大，是一种坚韧的刚性材料。HDPE具有较高的硬度、机械强度和耐热性，最高使用温度可达120；耐80以下的大多数溶剂，且具有耐油性；但它的透明性、弹性以及成型加工性能较差。包装应用：HDPE适于制成瓶、罐、桶、箱等多种包装容

31、器，以及对强度和耐热性要求较高的包装薄膜。40(3)中密度聚乙烯(MDPE)MDPE是指密度在0.9260.940的聚乙烯。其制造方法可采用高、低密度聚乙烯两种材料混合而成；也可采用低压法由乙烯与丙烯、丁烯等第二单体共聚，或采用高压法由乙烯与醋酸乙烯、丙烯酸酯等第二单体共聚。MDPE分子中支链数较LDPE少，结晶度为7075%。特点：MDPE是一种坚硬的材料。包装应用：MDPE适于制成瓶、桶等包装容器。其制品刚硬、强度较高，并具有较好的抗应力开裂性。 41(4)线性低密度聚乙烯(LLDPE) LLDPE是近年来发展的一种新品种，它是乙烯 与烯烃的共聚物。LLDPE是采用低压法使乙烯与烯烃(如丁

32、烯、已烯或辛烯等)共聚而成的，合成方法与HDPE基本相同，其分子结构与HDPE一样呈线性直链状。但因单体中加入了烯烃，致使分子链上含有许多短小而规整的支链(一般每1000个碳原子中含有1035个短支链),而且支链数目众多。由于LLDPE的分子结构接近于HDPE的线型结构，而密度(0.9200.930)又与LDPE相近，故称线性低密度聚乙烯。 特点：LLDPE兼有LDPE和HDPE的性能，但也有其特性。它的结晶度为6575，熔点比LDPE高1020，脆化温度比LDPE低3040，所以它的使用温度范围比LDPE宽得多。LLDPE的抗冲击强度、耐应力开裂性与HDPE相近，而透明度、硬度和加工性能则在

33、HDPE和LDPE之间。 包装应用：LLDPE的伸长率和耐穿刺性是各种聚乙烯中最好的，特别适宜制作包装薄膜，其厚度可比LDPE减薄20，另外，LLDPE有非常好的热封性能。所以它是一种很有发展前途的塑料包装材料。 42(5)超高分子量聚乙烯(UHMW-PE) UHMW-PE系指分子量在70万以上的高密度聚乙烯。它的合成方法与普通HDPE相似，采用齐格勒-纳塔型催化剂，在一定条件下使乙烯聚合制得，可进行间歇聚合，长期运转不需清釜。 特点：UHMW-PE的密度在0.9300.964之间，大分子结构与HDPE相似呈线型，结晶度为8085。它的机械强度远远高于高密度聚乙烯，并具有优异的抗环境应力开裂性

34、和抗高温蠕变性，以及耐磨性和抗疲劳强度。但UHMW-PE的熔体粘度很大，加工困难。可制成大型包装容器如桶、集装箱以及特种薄膜等。433.聚乙烯的改性聚乙烯的改性PE具有许多优良的性能，且价格低，加工容易，所以它在包装中得到了广泛的应用。但它也存在着强度低、耐热性较差等缺点。采用增强或分子交联等方法可以改善PE的性能。如用玻璃纤维对PE进行增强，可制成耐冲击、耐压、抗张强度极优的增强聚乙烯。在PE中加入20%的玻璃纤维，可使其抗张强度提高三倍，抗冲击强度提高四倍，热变形温度提高10%以上，但伸长率则显著下降。采用分子交联法是通过化学或辐射的方法使PE分子链之间相互交联，形成网状结构，从而提高其抗

35、张强度、耐热性、耐环境应力开裂性以及化学稳定性和耐老化性等。1.经改性的PE具有较好的机械强度、耐热性和耐老化性，适于制作大型包装容器和热收缩薄膜等。44二二.聚丙烯聚丙烯(PP) PP是由丙烯单体聚合而成的聚合物，其分子结构式为: 外观：PP为白色蜡状固体，无味、无毒，外观上似PE，但比PE更透明光亮。45PP特性 PF属于线性的高结晶性聚合物，其结晶度高达8696%，熔点为165。PP的密度为0.890.91，是通用塑料中最轻的一种。 具有优良的防潮性和抗水性，防止异味透过性较PE好，可以热封合；PF的抗张强度、硬度、耐磨性以及耐热性均优于PE；其耐热性好，可在100120下长期使用，特别

36、是在高温时抗张强度保留率高，如在100时仍可保留常温时抗张强度的一半；可以在开水中蒸煮，在135的蒸汽中消毒100小时不被破坏，因此可作为高温蒸煮袋的内层材料以及家庭用品和消毒医疗器械等包装材料；PP具有极好的耐弯曲疲劳强度，薄处能经受数万次的折叠弯曲，可起到铰链作用，如PP连体包装盒等就利用了这一特性。PP能耐80以下的酸、碱、盐溶液及大多数有机溶剂，在很多溶剂和去污剂、洗涤剂中不发生应力开裂，所以PP容器常用于化妆品、药品、洗涤剂等物品的包装。.46PP的缺点及在包装中的应用 缺点：PP的主要缺点是耐老化性差，这是由于PP主链上含有许多带甲基的叔碳原子，叔碳原子上的氢容易受光、热、氧引发导

37、致降解老化，所以PP塑料中通常须添加抗氧剂和紫外线吸收剂。铜对PP的老化有催化作用，有时需加入铜抑制剂(如水扬叉乙二胺和苯甲酚肼等)。另外，PP的耐寒性差，不适宜在低温下使用；气密性也不良；某些氯代化合物、芳烃和高沸点脂肪酸能使PP发生溶胀并轻微地侵蚀其表面。PP属非极性材料，所以在粘接及印刷前必须经过表面处理。 包装应用：聚丙烯广泛用于制作食品、饮料、啤酒等塑料周转箱、瓶子、编织袋、包装薄膜、打包带、捆扎绳以及泡沫塑料缓冲材料等 47三、聚丁烯三、聚丁烯-1(PB或或PB-1) PB由丁烯-1单体在齐格勒-纳塔型催化剂存在下，于9097进行低压聚合而成。其分子结构式为: PB是等规聚合物，外

38、观类似于聚乙烯和聚丙烯。其结晶度较低，约为5055，质地柔软，与其它聚烯烃相比，稍带有橡胶的特性。 48PB特性 PB具有突出的抗蠕变性和优良的耐应力开裂性，能够长期承受高达其屈服强度90的应力；并具有优良的抗挠曲性和耐磨性等。PB的耐热性以及耐寒性好，其软化温度为120126；脆化温度为-30，能在-30100下长期使用。PB具有良好的防潮性能，其水蒸气和气体的透过率稍低于LDPE；在室温下PB能耐酸、碱、溶剂、洗涤剂及各种化学药品，但在温度高于60时能被芳烃和氯代烃溶解。 PB的另一特点是在熔融加工过程中随温度的变化呈现两种结晶状态。即刚加工出来的产品是第一种晶态，其熔点为124，密度为0

39、.89，其机械强度差，很容易变形；放置约10天后转变为第二种结晶态，.其熔点为135，密度为0.915，强度、硬度、刚性、韧性等提高，性能与HDPE相似。 49包装应用 PB在包装上主要用于制造薄膜，其耐冲击强度和抗撕裂强度比其它聚烯烃薄膜高，因此可用作重型包装袋；由于其耐高温，可作热食品和肉类也装袋，也可制成包装容器用于食品的热灌装。 50四、乙烯共聚物四、乙烯共聚物 以乙烯为基础的共聚物很多，在包装工业中常用的有以下几种:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(E/VAC或EVA)、乙烯-乙烯醇共聚物(E/VAL、EVAL或EVOH)、.乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、离子型聚合物(赛林)、乙烯-丙烯共

40、聚物(E/P)。511.乙烯乙烯-醋酸乙烯共聚物醋酸乙烯共聚物(EVA) EVA是由乙烯、乙酸乙烯酯两种单体共聚制得，其分子结构为 52外观： EVA外观为半透明或略带乳白色的固体，无毒。它可采用类似于低密度聚乙烯的生产方法制得，分子量约25万。其性能随乙酸乙烯酯在大分子中所占比例不同，表现出很大差异，并可分别适应多种用途的要求，可作为塑料、热熔胶和涂料等使用。 53特性： EVA是在聚乙烯主链上无规则地含有乙酸酯基的线性热塑性树脂。其性能与乙酸酯基的含量及聚合物的分子量有关。含乙酸乙烯酯(VA)越多，共聚物的结晶度越小，产品弹性越大。作为塑料的共聚物VA的含量一般为10%20%； VA含量少

41、于5%的EVA其性能接近低密度聚乙烯。随着VA含量的增加其柔韧性、弹性、耐应力开裂性；耐低温性以及热封性逐渐提高；而刚性、软化温度、耐磨性以及对水蒸气的阻透性等则降低。大致地说，VA含量在15%25%的EVA性能接近软质聚氯乙烯。 EVA塑料的主要特点是弹性突出，具有很高的伸长率；耐应力开裂性、耐寒性以及低温热封性等均优于聚乙烯；能耐强碱、弱酸的侵蚀。但EVA的防潮性较低密度聚乙烯差，气密性不良，透明性不好；耐热性差；且易受强酸等有机溶剂的侵蚀，能溶于芳烃或氯代烃中，耐油性不良。 54包装应用 EVA主要用作包装薄膜，由于其弹性好，故适用于托盘的缠绕包装。因具有很好的低温热封性，常用作复合材料的热封层。另外，EVA吹塑容器也用于药品和食品的包装。552.乙烯乙烯-乙烯醇共聚物乙烯醇共聚物(EVAL) EVAL是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物进行皂化水解的产物。其分子结构式为 特点：与EVA相比EVAL分子链上带有极性的羟基，因此分子间的作用力大，结晶度高。其制品的刚性、强度好；有极佳的隔氧、保香、耐酸及耐油性能。属高阻隔性塑料包装材料。但EVAL的吸湿性、吸水性强，其吸水率可高达50%60，且吸湿后使其阻隔性降低。 包装应用：EVAL主要以薄膜的形式用在包装上，常作为复合薄膜的阻隔层。 563.乙烯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物丙烯酸乙酯共聚物(EEA) EEA是以